Klik hier voor het complete artikel in PDF formaat - RCC Koude en ...

CRYOGENE TECHNIEK/SUPERGELEIDING
RCC Koude & luchtbehandeling
Philips 7 Tesla scanner opgesteld in het Leids Universitair Medisch Centrum (foto LUMC )
andere grote componenten van een
MRI-scanner beziggehouden. In 1984
startte hij zijn loopbaan bij Philips
Medical Systems in Eindhoven, dat
kort daarvoor met MRI-scanners aan
de gang was gegaan.
In 1992, toen het slecht ging met
Philips als geheel en dit zich ook bij
Medical Systems deed gelden, zocht
Overweg zijn heil bij Siemens, waar
magneten voor de Superconducting
Super Collider (SCC) werden ontwikkeld.
Toen die Amerikaanse deeltjesversneller
anderhalf jaar later werd
wegbezuinigd, keerde hij terug naar
Philips. Om privéredenen werd het
Philips Research in Hamburg. Daar,
aan de Röntgenstrasse, is hij vooral in
de onderzoeksruimtes in zijn element:
“Met management heb ik niet
zoveel.”
Magnetic Resonance Imaging
MRI staat voor Magnetic Resonance
Imaging. Deze afbeeldingtechniek
maakt gebruik van het gegeven dat
het menselijk lichaam vooral uit water
bestaat. In een krachtig magneetveld,
opgewekt in een stroomspoel,
nemen de waterstofkernen bepaalde
energietoestanden aan die met een
hoogfrequent elektromagnetisch veld
(radiogolven) te manipuleren zijn.
Wordt het hoogfrequente veld uitgezet,
dan keren de gemanipuleerde
waterstofkernen terug naar hun normale
toestand onder uitzending van
dezelfe soort radiogolven als waarmee
ze werden aangeslagen. Een
gecompliceerde digitale bewerking
van dit radiosignaal levert vervolgens
beelden van de zachte delen van het
inwendige van de patiënt op, bijvoorbeeld
de hersenen of het hart. Het
grote voordeel van MRI boven röntgenstraling
(doorlichten) of CT-scans
is dat er geen ioniserende straling aan
te pas komt.
In de praktijk bestaat een MRI-scanner
uit een aantal spoelsystemen. De
buitenste spoel levert een krachtig
magneetveld. De patiënt ligt in de
cilindrische opening – voor te dikke
mensen en mensen met claustrofobie
zijn tegenwoordig ook open
MRI-systemen beschikbaar. De grote
magneet maakt gebruik van supergeleiding,
wat de noodzaak van een
cryogeen systeem met vloeibaar
helium met zich mee brengt. Het
meten zelf gebeurt met een RF-spoel,
met een frequentie in het radiogebied
(15 à 200 MHz). Binnen de supergeleidende
magneet zit de zogeheten gradiëntspoel,
waarmee de veldsterkte
in de patiënt lokaal wordt gevarieerd.
Hiermee wordt gedefinieerd waar het
signaal vandaan komt. De computer
zet de gedigitaliseerde signalen om in
plaatjes.
Eerste MRI-opname
De eerste MRI-opname van een mens
dateert van 1977. De muis beet drie
jaar eerder het spits af. Op dat moment
waren supergeleidende magneten
al voorhanden, dankzij de ontdekking
(begin jaren zestig) van een
legering van de metalen niobium en
titaan (NbTi) als geschikt draadmateriaal
om krachtige magneetvelden
te maken. Door de lage overgangstemperatuur
van NbTi (9,2 kelvin)
kan een supergeleidende spoel van
dat materiaal niet buiten koeling met
vloeibaar helium.
Inmiddels is MRI een wijdverbreid
toegepaste diagnosetechniek – en
de (tot nu toe) enige succesvolle
commerciële toepassing van supergeleiding.
Dankzij MRI maakte
supergeleiding de sprong van
wetenschappelijke curiositeit naar
een verschijnsel dat inwerkt op de
kwaliteit van ons leven. Dertig jaar
na introductie van de techniek zijn
wereldwijd een kleine 30.000 MRIscanners
geïnstalleerd (goed voor
bijna honderd miljoen onderzoekingen
per jaar) en de jaarproductie
bedraagt op dit moment al boven de
2500 stuks. In de Verenigde Staten
is per 30.000 inwoners een scanner
voorhanden. De helft van de MRIopnames
is voor onderzoek aan
hersenen en ruggenmerg.
Kortom, een interessante markt
waarop Philips succesvol opereert.
Wat Overweg in de MRI-wereld
aantrekt is de diversiteit aan technologieën
die er samenkomen. “Je
hebt te maken met magneettechniek,
hoge stroom elektrotechniek,
signaaltechniek, elektromagnetische
golven, verwerking van signalen
– en dat allemaal met grote precisie:
zo’n magneet is mechanisch
een zeer gecompliceerd ding. Een
typisch probleem is dat je de draad
niet kunt testen maar af moet gaan
op specificaties en strikte kwaliteits-
en procescontrole. Er zit vijftig
kilometer draad in zo’n magneet, in
stukken van tien kilometer aan elkaar
gelast. Het gaat eenvoudig niet
om uit te proberen of al die draad bij
bedrijfstemperatuur en bedrijfsveld
zijn stroom wel houdt. Pas als de
magneet helemaal af is, weet je of je
geen fouten hebt gemaakt.”
Grootste speler op dit gebied is
Siemens, terwijl ook General Electric
en Japanse bedrijven als Toshiba
en Hitachi op de MRI-markt actief
zijn. Overweg ontmoet de concurrentie
jaarlijks op de conferentie van
70 MAART 2012 105 e JAARGANG